Linux内核SCSI IO子系统分析(1)(2)

SCSI 命令记录了命令描述块 (CDB)，感测数据缓存 (SENSE BUFFER)，IO 超时时间等 SCSI 相关的信息和 SCSI 子系统处理命令需要的一些其他信息，如回调函数等。清单 2 显示了这个命令的主要结构。

清单 2. 主要结构

struct scsi_cmnd {

……

void (*done) (struct scsi_cmnd *); /* Mid-level done function */

……

int retries; /*retried time*/

int timeout_per_command; /*timeout define*/

……

enum dma_data_direction sc_data_direction; /*data transfer direction*/

……

unsigned char cmnd[MAX_COMMAND_SIZE]; /*cdb*/

void *request_buffer; /* Actual requested buffer */

struct request *request; /* The command we are working on */

……

unsigned char sense_buffer[SCSI_SENSE_BUFFERSIZE];

/* obtained by REQUEST SENSE when

* CHECK CONDITION is received on original

* command (auto-sense) */

/* Low-level done function - can be used by */

/*low-level driver to point  to completion function. */

void (*scsi_done) (struct scsi_cmnd *);

……

};

初始化的过程首先按照电梯调度算法，从块设备的请求队列上取出一个块访问请求，根据块访问请求的信息，定义 SCSI 命令中数据传输的方向，长度和地址。其次，定义 CDB，SCSI 中间层的回调函数等。

在完成初始化后，SCSI 中间层通过调用scsi_host_template[5]结构中定义的queuecommand函数将 SCSI 命令提交给 SCSI 底层驱动部分。queuecommand函数，是一个 SCSI 命令队列处理函数，在 SCSI 底层驱动中，定义了queuecommand函数的具体实现。因此，SCSI 中间层，调用queuecommand函数实际上就是调用了底层驱动定义的queuecommand函数的处理实体，将 SCSI 命令提交给了各个厂家定义的 SCSI 底层驱动进行处理。这个过程和通用块设备层调用 SCSI 中间层的处理函数进行块请求处理的机制很相似，这也体现了 LINUX 内核代码具有很好的扩展性。底层驱动接受到请求后，就要开始处理 SCSI 命令了，这一层和硬件关系紧密，所以这块代码一般都是由各个厂家自己实现。基本流程可概括为：从底层驱动维护的队列中，取出一个 SCSI 命令，封装成厂家自定义的请求格式，然后采用 DMA 或者其他方式，将请求提交给 SCSI TARGET 端，由 SCSI TARGET 端对请求处理，并返回执行结果给 SCSI 底层驱动层。

SCSI命令执行结果的处理

当 SCSI 底层驱动接受到 SCSI TARGET 端返回的命令执行结果后，SCSI 子系统主要通过两次回调过程完成对命令执行结果的处理。 SCSI 底层驱动在接受到 SCSI TARGET 端返回的命令执行结果后，会调用 SCSI 中间层定义的回调函数，将处理结果交付给 SCSI 中间层进行处理，这是第一次回调过程。 SCSI 中间层处理完成后，将调用 SCSI 上层定义的回调函数，结束 IO 在整个 SCSI 子系统中的处理，这为第二次回调过程。

第一次回调：

SCSI 中间层在调用queuecommand函数将 SCSI 命令提交给 SCSI 底层驱动的同时，也将回调函数指针传给了 SCSI 底层驱动。底层驱动接受到 SCSI TARGET 端返回的命令执行结果后，会调用该回调函数，产生一个中断号为 BLOCK_SOFTIRQ 的软中断进行第一次回调处理。在这次回调处理过程中，SCSI 中间层首先会根据 SCSI 底层驱动处理的结果判断请求处理是否成功。处理成功，并不意味着处理没有错误，而是返回的信息，能够让 SCSI 中间层很明确的知道，对于这个命令，中间层已经没有必要继续进行处理了。所以，对于处理成功的 SCSI 命令，SCSI 中间层会调用第二次回调函数进入到第二次回调过程。清单 3 显示了 SCSI 中间层定义的该软中断的处理函数。

清单 3. 该软中断的处理函数

static void scsi_softirq_done(struct request *rq)

{

……

disposition = scsi_decide_disposition(cmd);

……

switch (disposition) {

case SUCCESS:

scsi_finish_command(cmd);

//enter to second callback process

break;

case NEEDS_RETRY:

scsi_retry_command(cmd);

break;

case ADD_TO_MLQUEUE:

scsi_queue_insert(cmd, SCSI_MLQUEUE_DEVICE_BUSY);

break;

default:

if (!scsi_eh_scmd_add(cmd, 0))

scsi_finish_command(cmd);

}

}

第二次回调：

不同的 SCSI 上层模块会定义自己不同的第二次回调函数，如 SD 模块，会在sd_init_command函数中，定义自己的第二次回调函数sd_rw_intr，这个回调函数会根据 SD 模块的需要，对 SCSI 命令执行的结果做进一步的处理。清单 4 显示了 SD 模块注册第二次回调的代码。虽然各个 SCSI 上层模块可以定义自己的第二次回调函数，但是这些回调函数最终都会结束 SCSI 子系统对这个块访问请求的处理。

清单 4. SD 模块注册第二次回调的代码

static int sd_init_command(struct scsi_cmnd * SCpnt)

{

……

SCpnt->done = sd_rw_intr;

return 1;

}